Аналоговая схемотехника

Контрольная работа - Компьютеры, программирование

Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование

°блице:

Ф=мкФ

 

Задача № 2

 

. Нарисуем принципиальную схему усилителя (Рис. 3).

Цепи коррекции и балансировки индивидуальны для каждого усилителя, и поэтому на рисунке не показаны.

 

Рис. 3

. Расчет начинается с определения сопротивления резистора защиты :

 

Ом

 

принимаем ГОСТ R4=3кОм

где:- максимальная амплитуда выходного сигнала

- максимальный постоянный выходной ток

Справедливость приведенного выражения можно пояснить с помощью амплитудной характеристики ОУ, приведенной на Рис. 4:

 

Рис. 4 - Амплитудная характеристика ОУ

 

Буквами и отмечено напряжение источников питания, а буквами и - максимальная амплитуда выходного сигнала. На Рис. 4 , но это условие на практике не всегда выполняется. Полный раствор входной характеристики , как правило, измеряется долями милливольта. Поэтому в схемах обработки аналоговых сигналов с помощью ООС его приходится искусственно расширять. С помощью предотвращают перегрузку ОУ. Следует отметить, что значительная часть ОУ снабжена внутренней защитой и тогда не ставится.

. Далее надо рассчитать сопротивление резистора . При этом следует учитывать два обстоятельства. Во-первых, сопротивление не должно шунтировать нагрузку, а, во-вторых, сопротивление желательно выбирать возможно меньшей величины, чтобы обеспечить минимальные фазовые искажения в цепи ОС.

Часто выбирают .

Ом=кОм.

В соответствии с таблицей номиналов выбираем кОм.

. Прежде, чем приступить к расчету , следует обратиться к двум вспомогательным формулам. Коэффициент усиления ОУ, охваченного ООС , рассчитывается по формуле:

 

,

 

где - коэффициент усиления без ООС

- коэффициент передачи цепи обратной связи.

В данном случае

 

 

Поскольку по условию и заданы, то необходимо согласно первому выражению рассчитать величину :

 

Согласно второму выражению

 

Ом.

 

По таблице выбираем номинальное значение: Ом.

Для того, чтобы не дебалансировать усилитель за счет хотя и малых, но всё же имеющих место входных токов, выбирают .

. Входное и выходное сопротивления рассчитываются по формулам:

 

Ом

Ом=6,7kOm

 

. Входная емкость самого ОУ (несколько пикофарад) пренебрежимо мала по сравнению с емкостью, вносимой за счет параллельной по входу ООС. Собственно емкостная составляющая цепи ООС создается за счет проходной емкости резистора (на Рис. 3 обозначена пунктиром).

 

Тогда ,

 

где пФ:

Ф=6нФ

. Максимальная амплитуда входного сигнала зависит только от максимальной амплитуды выходного сигнала и коэффициента усиления:

 

В=1,3мВ

 

8. Глубина обратной связи:

 

 

. Определение частоты полюса . У реальных ОУ АЧХ круто падает при увеличении частоты сигнала. Для проведения инженерных расчетов удобно пользоваться идеализированной АЧХ, приведенной на Рис. 5. На оси ординат в логарифмическом масштабе отмечается паспортная величина , а на оси абсцисс - частота единичного усиления - это частота, на которой уменьшается до единицы.

По заданию ,= 10 МГц.

Затем от отметки на оси ординат проводится прямая, параллельная оси абсцисс, до частоты

 

Гц

 

и эта точка соединяется с отметкой . Всегда наблюдается закономерность: чем больше , тем меньше .

Для нахождения частоты на оси ординат идеализированной АЧХ отмечается заданный коэффициент усиления и проводится прямая, параллельная оси абсцисс до пересечения с АЧХ (пунктир на Рис. 5). Из точки пересечения опускается перпендикуляр на ось абсцисс. АЧХ спроектированного усилителя будет ограничиваться горизонтальной пунктирной линией и склоном АЧХ ОУ.

 

Рис. 5 - Идеализированная АЧХ усилителя

 

Список литературы

 

1. Задания и методические указания к курсовому проектированию по дисциплине Основы схемотехники А.В. Ананьин, СибГУТИ ХФ, 2002

2. Аналоговая схемотехника устройств радиосвязи, радиовещания и телевидения А.В. Ананьин, СибГУТИ ХФ, 2000

3. Пособие по выполнению и оформлению курсовых работ и дипломных проектов.